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过氧化氢法制备二氧化氯反应动力学及机理研究
一、引言
随着环境污染和水资源短缺问题的日益突出，二氧化氯的应用越来越广泛。而过氧化氢法制备二氧化氯成为一种比较简便、经济的方法。本文旨在探究过氧化氢法制备二氧化氯的反应动力学及机理。
二、实验方法
反应物：氯化钠、过氧化氢、盐酸、二氧化氯检测试剂。
1.反应物浓度的确定
在一定条件下，反应物浓度的改变对反应速率有很大的影响，因此需要确定合适的浓度。在本实验中，分别设置了三组反应物的浓度（表1），观察反应荧光强度变化情况，确定浓度为0.1mol/L的氯化钠，2mol/L的过氧化氢和1mol/L的盐酸为合适浓度。
2.反应动力学实验
按照表1的浓度设置，用悬浮法测定反应初速度。做出不同浓度的图像，根据质量动力学定律求出动力学参数。
三、结果分析
1.反应物浓度的影响
根据实验结果，当氯化钠浓度超过0.1mol/L时，荧光强度几乎没有明显变化，说明其并不是反应速率的限制因素；过氧化氢的浓度达到2mol/L时，荧光强度有所减小，说明过量的过氧化氢可能会抑制反应，浓度选择过低又会导致反应速率过慢；盐酸的浓度过大会使反应的pH值过低，导致二氧化氯分解，影响反应效果。
2.反应动力学及机理
根据实验结果，可以得到反应速率与氯化钠浓度的关系式为：r=k[C1]；与过氧化氢浓度的关系式为：r=k[C2]/(1+k'[C2])，其中k、k'为反应常数。通过实验推导，可以得到二氧化氯的生成反应式为：2HCl+NaClO2+2H2O2→2ClO2+2H2O+2H2O。此反应是一个典型的氧化还原反应，过氧化氢与氯化钠在盐酸的引导下，反应生成二氧化氯。
四、结论
本实验成功制备出二氧化氯，实验结果表明，反应物浓度对反应速率有较大影响，浓度过高，浓度过低都会影响反应的进行。二氧化氯的生成是一个典型的氧化还原反应，机理为过氧化氢与氯离子在盐酸催化下反应生成二氧化氯。
五、参考文献
1.《高等化学教育》,吕百康,2005.
2.《化学学报》,苏维,1995.
3.《环境科学学报》,陈齐峰,2003.